宁波材料所等团队科研成果登上国际学术期刊

科研团队从手套箱中取出嫦娥五号月壤样品

中国科学院宁波材料所等科研团队发现用月壤可以生产大量的水，日前这一科研成果在国际学术期刊《创新》在线发表。

水是建设月球科研站及未来开展月球星际旅行，保障人类生存的关键资源。研究探测新的月球水资源及其开采策略，无疑是未来探月工程的重点内容。为此，宁波材料所研究员王军强带领团队，与中国科学院物理所、航天五院钱学森实验室等合作，于2021年承担了嫦娥五号月壤首批研究任务。

经过3年的深入研究和反复验证，科研人员发现，月壤矿物由于太阳风亿万年的辐照，储存有大量氢。在加热至高温后，氢将与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应，生成单质铁和大量水。当温度升高至1000℃以上时，月壤将会熔化，反应生成的水，将以水蒸气的方式呈现。

经高分辨电子显微镜、电子能量损失谱、热重、磁性、元素价态、元素成分检测等多种实验技术分析，研究团队确认1克月壤大约可以产生51—76毫克水。“以此计算，1吨月壤将可以产生约51—76千克水，相当于单瓶容量500毫升的瓶装水逾百瓶，基本可满足50人一天的饮水量。”王军强说。

计算模拟显示，月壤钛铁矿中存在纳米微小孔道，这种纳米孔道可以吸附并储存大量来自太阳风的氢原子。每个钛铁矿分子可以吸附4个氢原子，是名副其实的月球“蓄水池”。

基于以上多项研究结果，科研团队提出具有可行性的月球水资源原位开采与利用策略。“首先，通过凹面镜或菲涅尔透镜聚焦太阳光加热月壤至熔融。加热过程中，月壤将会与太阳风中注入的氢反应生成水、单质铁和陶瓷玻璃。”王军强说，产生的水蒸气冷凝成水，用水箱收集、储存，可满足月球上人类与各种动植物的用水需要。

电分解水产生可供人类呼吸的氧气与作为能源使用的氢气。按照科研人员设想，铁将用于制造永磁和软磁材料，为电力电子器件提供原材料，也可作为建筑材料。熔融的月壤，可制作成砖块，用于建造月球基地建筑。